基于运动状态约束的平面欠驱动机械系统控制方法

项目名称： 基于运动状态约束的平面欠驱动机械系统控制方法

项目编号： No.61374106

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 自动化技术、计算机技术

项目作者： 赖旭芝

作者单位： 中国地质大学（武汉）

项目金额： 80万元

中文摘要： 本项目以第一关节为被动的平面多连杆欠驱动机器人为对象，研究平面欠驱动机械系统的运动特性、控制方法及鲁棒性设计问题。在分析系统积分特性和运动状态约束关系的基础上，提出一种通过控制驱动连杆来实现被动连杆运动的控制方案；研究一种模型降阶方 法，通过维持部分驱动连杆初始状态不变，在满足系统任意末端点目标位置可达的同时，使多连杆系统降阶为虚拟三连杆系统；提出一种基于虚拟三连杆系统的分段控制策略，以运动快速性为目标进行优化设计来获得虚拟三连杆系统驱动连杆的目标角度，在此基础上利用系统运动状态约束关系，实现系统的位置控制；研究一种能够有效抑制外界干扰的扰动补偿控制策略，以及克服参数摄动的鲁棒性设计方法；建立平面多连杆欠驱动机器人控制实验系统，进行控制性能分析与实际控制应用研究。通过本项目研究，将为平面欠驱动机械系统控制及鲁棒性设计提供一种有效可行的新方法，具有重要的科学意义和广阔的应用前景。

中文关键词： 平面欠驱动机械系统；运动状态约束；模型降阶；分段位置控制；鲁棒性设计

英文摘要： The project studies the movement characteristics, control method and robustness design problem of planar underactuated mechanical systems by taking a planar multi-link underactuated robot of the first joint passive as object. A control scheme is presente

英文关键词： planar underactuated mechanical systems；motion state constraints；model reduction；segment position control；robustness design